切割液

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切削液配方：

切削液配方：

1、透明水溶性切削液配方（%）：透明水溶性切削液乙二醇;四硼酸钠;

偏硅酸钠;磷酸钠;水余量。本液用于结构钢的车削、研磨和钻孔，

使用时用水稀释3倍。

2、乳化切削油配方1（%）：石油磺酸钠13;聚氧乙烯烷基酚醚（OP-10）;

氯化石蜡10~30；环烷酸铅5;三乙醇胺油酸皂;高速机械油（5号）余

量。本油用于金属加工的挤压、车、钻等到工序，使用浓度为本乳化油

的5%~30%.。

配方2（%）:妥尔油酸钠盐~;石油酸钠盐~;C1-4合成脂肪酸~4;聚乙二

醇;工业机械油余量。

3、极压乳化油配方（%）：氯化石蜡10;硫化油酸9;石油磺酸钡20;油酸

2;三乙醇胺5;机械油（10号）余量。本油主要用于重载切削加工，可

代替植物油及硫化切削油。以20%的浓度使用。性能良好。

4、其他切削液配方（份）:硫化切削油硫化棉子油500;棉子油1350;硫磺

70;机械油（10号）2200.。

切削液的配方研究：

水基切削液具有优良的冷却和清洗性能，但润滑性能差，因而应用范

围受到限制。以松香、顺酐和多元胺等原料合成了非离子表面活性剂H，同

以油酸和三乙醇胺为原料合成油酸三乙醇胺酯混合，经实用证明：以非离子

表面活性剂H和油酸三乙醇胺酯等复合配制而成的水基切削液，具有优良的

润滑性、冷却性和清洗性，是水基切削液的重大突破。现代机械加工向高

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速、强力、精密方向发展，超硬、超强度等难加工材料的发展也使切削加工

的难度日益增加。这两方面的原因导致切削加工过程中的摩擦力、摩擦热大

幅度提高，这就要求金属加工液具有更好的润滑、冷却、清洗性能，以便获

得理想的加工表面。矿物润滑油的润滑、性能优越，但冷却、清洗性能差;

乳化液和水基切削液的冷却、清洗性能优良，但润滑、性能差。水基切削液

除具有乳化液的所有性能外，其润滑、冷却、性能亦达到或超过乳化液的标

准要求。因而水基切削液已成为国内外机械加工中提高加工性能的发展方

向。

1、非离子表面活性剂H的合成：在催化剂存在下，反应温度为160～

200℃时，松香与顺酐进行共聚反应，共聚物进一步与多元胺发生中和反应，

生成了非离子表面活性剂H。产物为红棕色粘稠液体。实验测定了顺酐，松

香及其聚合物的红外光谱，证明了反应的发生。

2、油酸三乙醇胺酯的合成：油酸是重要脂肪酸之一，其润滑性能很

好，但它是非水溶性的。要把它添加在水基切削液中，必须在其分子链中引

入亲水基团。三乙醇胺分子中含有三个一OH基团，它可与酸发生酯化反应。

在130～160。C条件下，油酸与三已醇胺的初始反应摩尔比不超过1：3时，

油酸的COOH基团与三乙醇胺的一0H基团发生酯化反应，生成了油酸三乙醇

胺酯，油酸三乙醇胺酯是一种优良的水溶性油性剂。经四球机检测：5%的油

酸三乙醇胺水溶液的最大无卡咬负荷PB值可达700N，用MPV一200摩擦磨

损试验机测定其摩系数为。

3、新型水基切削液的配方及工艺流程

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(1)新型水基切削液的配方：作者研制的新型水基合成切削液，主要

成份有：非离子表面活性剂H、油酸三乙醇胺、极压抗磨剂、防腐剂及消泡

剂等。其中非离子表面活性剂H、油酸三乙醇胺由自己合成，其他组分均为

市售。各组分配比通过实验选定如表1所示。

(2)工艺流程：非离子表面活性剂H的制备→油酸三乙醇胺的合成→

各组分混合→搅拌→加入消泡剂→装桶。

4、新型水基切削液的质量指标：按照国标(GB6144—85)进行检测，

新型水基切削液的质量指标如表2所示。

5、应用结果及理论分析

(1)应用结果新型水基切削液研制完成之后，先后在渝州齿轮厂、大

江车辆制造厂进行试用，都获得了比较理想的效果。综合起来，产品有如下

特点：1)冷却性能突出。能大大带走切削热和充分冷却刃具的切削刃，使

其保持硬度、强度和锐利的切削能力，从而提高了工作效率。

2)润滑性能优越。在切削区能形成润滑油膜，切削液最大无卡咬负荷

PB值达到686N以上。因而能大大降低切削力和降低刀具及砂轮的消耗。同

乳化油相比，表面加工精度显著提高。

3)该润滑切削液在使用中可以渗入工件切削表面的极细微裂缝中，使

表面金属晶格脆化，使切削加工容易进行。

4)具有很好的流动性和良好的清洗性。同乳化油相比，可提高工件光

洁度l～2级。

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5)具有优良的稳定性。在存储和使用时，不分层及析出沉淀物，不易

腐败，不产生防碍工人健康的气体。同时该产品不含对人体有害的亚硝酸钠

和矿物油，工作环境干净无味，加工时能清晰观察工件表面。

6)具有优良的化学、热安定性。在高温、高压与空气接触中不分解、

不变质、不腐蚀金属表面。加工件常温下两周内不生锈。

7)新型水基切削液的总体性能与矿物油相当，但成本不到矿物油的一

半。

8)新型水基切削液的工作废液少，易于处理，大大地减少了环境污染。

据理论分析及润滑性能分析：在金属切削加工中，大多数摩擦属于边界润滑

摩擦。在边界润滑中，由于不存在完全的油膜，其承载能力已与油的粘度无

关，而取决于润滑液的油性，即润滑成分是否包含着对金属存在强烈吸附的

原子团，能在切削界面形成物理吸附膜。非离子表面活性剂H中的极性基

团对金属有较大的亲合能力，很容易吸附在金属表面上，形成吸附润滑膜。

因其疏水基团较大，并有芳环结构，具有油性剂的作用。同时非离子表面活

性剂H含有N非活性极压元素，它兼有油性剂和极压剂的双重功效。再与加

入的极压抗磨剂协同作用，形成高强度物理和化学吸附膜，使之在高压、高

温和激烈摩擦作用下不致于破坏。能防止或减小工件、切屑、刀具三者之间

的直接接触，达到减小摩擦及粘结的目的，起到极好的润滑作用。油酸三

乙醇胺是一种阳离子表面活性剂，作为油性剂添加在切削液中，易在刃具与

切削工件之间形成物理吸附膜，从而起到润滑作用。另外，油酸三乙醇胺与

极压抗磨剂也有良好的协同抗磨作用，亦可使润滑性能显著提高。2)清洗

性能分析：切削液清洗性能的好坏，与切削液的渗透性和流动性紧密相关，

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表面张力低、渗透性和流动性好的切削液，清洗性能就好。新型水基切削

液中由于有含量不低的非离子表面活性剂H和阳离子表面活性剂油酸三乙醇

胺的存在，二者协调作用，极大地降低了切削液的表面张力，明显地增强了

切削液的渗透性和流动性。因而具有很好的清洗性能。3)冷却性能分析：切

削液的冷却作用，取决于它的导热系数、比热、汽化热及汽化速度等。水的

导热系数为油的3～5倍，比热为油的2～倍，故水的冷却性能比油优越很多。

新型水基切削液中含有90%以上的水分，所以冷却性能突出。4)性能分析：

非离子表面活性剂H本身具有防腐作用，与加入的防腐剂产生复合增效作用，

在金属表面形成吸附保护膜层，钝化膜层，从而阻滞了阴、阳极腐蚀过程，

由于有致密的履盖膜，能有效地抗拒介质中的水分子、氧及其他腐蚀性物质

的浸入，具有优良的防腐、性能。5、结论：(1)以松香、顺酐和多元胺

等原料合成的非离子表面活性剂H，具有优异的润滑、和清洗性能。(2)油

酸三乙醇胺酯是一种优良的水溶性油性剂。(3)以非离子表面活性剂H和油

酸三乙醇胺酯等复合配制而成的水基切削液，具有优良的润滑性、性、冷却

性和清洗性。是水基切削液的重大突破。

本发明涉及一种用于硅晶片和其它化合物半导体材料晶块切削的碱性半导

体硅材料水基切削液，主要由聚乙二醇、ｐＨ值调节剂、螯合剂组成，其组

分及生产浓度质量份数为：分子量２００－１０００聚乙二醇３０－９０，

ｐＨ值调节剂９－３０，螯合剂１－１０，去离子水余量。有益效果：将现

有中性切削液改进为具有化学劈裂作用和与硅发生化学反应的碱性切削液，

使切片中单一的机械作用转变为均匀稳定的化学机械作用，有效地解决了切

片工艺中的应力问题而降低损伤，减少了硅片表面微裂与破碎。使后续加工

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去除量少，既提高了切片效率与成品率，有效地解决了切屑和切粒粉末的再

沉积的问题，避免了硅片表面的化学键合吸附现象。

组成：乙二醇和环氧乙烷聚合物别名：碳蜡、PEG

结构式：CH2（OH）-（CH2CH2O）n-CH2OH

技术指标

指标

牌号

外观

(25℃)

PH值

(1%H2O)

粘度

(mm2/s,40℃)

凝固点

色号

(铂-钴)

固含量

(%)≥

PEG-200无色透明～21～24～≤30

PEG-400无色透明～37～45～≤30.

PEG-600无色透明～56～62～≤30

PEG-800白色膏体～～～≤30

PEG-1000白色膏状～～33～38-

PEG-1500白色膏状～～41～46-

PEG-4000白色片状～～50～54-

PEG-6000白色片状～11～1753～58-

PEG-8000白色片状～18～2157～62-

PEG-10000白色片状～21～2460～64-

PEG-20000白色片状～30～40～－98.

性状及用途：

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聚乙二醇系列产品通常情况下溶于水和多种有机溶剂，不溶于脂肪烃、

苯、乙二醇等，不会水解变质，有广泛的溶解范围和优良的相容性、很好的

稳定性、润滑性、成膜性、增塑性、分散性等。系低毒物质，且无刺激性，

属非离子型聚合物。